2025年7月8日15时09分，天舟八号完成既定任务，脱离空间站组合体，进入独立飞行阶段。次日7月9日6时42分，天舟八号受控再入大气层，在经历超过1000℃高温灼烧后，大部分器件直接销毁，少量残骸落入预定安全海域。
过去近八个月里，天舟八号不仅是中国空间站的“搬运工”，还承担了更多职责。2024年11月15日深夜，长征七号遥九运载火箭将天舟八号送入近地轨道。短短3小时内，天舟八号与中国空间站成功对接，接入天和核心舱后向端口。这种“自主快速交会对接”模式，效率之高，在全球现有货运飞船体系中独树一帜。
天舟八号带上轨的补给物资接近6吨，包括科学实验载荷、模拟月壤砖等。这些砖块在太空中接受极端环境考验，为未来的月面基地建设提供关键数据支持。此外，天舟八号还为航天员准备了节日礼包和生日礼包，关注他们的心理健康和人文关怀。天舟八号首次启用了四贮箱全密封改进型结构，能够为3名航天员提供9个月在轨保障能力。它还承担了科学载荷冷链运输项目，为未来医疗样品和生物制剂从轨道带回地面提供了理论依据。
在此之前，国际上最著名的货运飞船如美国“龙飞船”，虽然具备一定的载荷能力和可重复使用特性，但在单次运力和环境保障能力上仍无法与天舟八号抗衡。中国航天如此重视货运系统的原因在于，航天员能否在轨开展高水平科学实验，空间站是否能稳定长期运行，都离不开高效的物流支持。